DE2724763C2 - Process for cleaning and decomposing a gas mixture - Google Patents

Process for cleaning and decomposing a gas mixture

Info

Publication number
DE2724763C2
DE2724763C2 DE2724763A DE2724763A DE2724763C2 DE 2724763 C2 DE2724763 C2 DE 2724763C2 DE 2724763 A DE2724763 A DE 2724763A DE 2724763 A DE2724763 A DE 2724763A DE 2724763 C2 DE2724763 C2 DE 2724763C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
adsorption
pressure
cleaning
bed
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2724763A
Other languages
German (de)
Other versions
DE2724763A1 (en
Inventor
Christian Dipl.-Ing. 8000 München Benkmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Priority to DE2724763A priority Critical patent/DE2724763C2/en
Priority to IT23865/78A priority patent/IT1096344B/en
Priority to GB24043/78A priority patent/GB1587485A/en
Priority to FR7816027A priority patent/FR2392707B1/en
Priority to JP6395878A priority patent/JPS5439382A/en
Priority to CA304,553A priority patent/CA1104068A/en
Priority to BE6046483A priority patent/BE867694A/en
Priority to BR7803480A priority patent/BR7803480A/en
Priority to US05/911,556 priority patent/US4326858A/en
Publication of DE2724763A1 publication Critical patent/DE2724763A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2724763C2 publication Critical patent/DE2724763C2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/047Pressure swing adsorption
    • B01D53/0476Vacuum pressure swing adsorption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2253/00Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10Inorganic adsorbents
    • B01D2253/102Carbon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2253/00Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10Inorganic adsorbents
    • B01D2253/104Alumina
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2253/00Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106Silica or silicates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2253/00Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106Silica or silicates
    • B01D2253/108Zeolites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2253/00Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/30Physical properties of adsorbents
    • B01D2253/302Dimensions
    • B01D2253/308Pore size
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2256/00Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/12Oxygen
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2256/00Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/16Hydrogen
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/10Single element gases other than halogens
    • B01D2257/102Nitrogen
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/50Carbon oxides
    • B01D2257/502Carbon monoxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/50Carbon oxides
    • B01D2257/504Carbon dioxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/70Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/702Hydrocarbons
    • B01D2257/7022Aliphatic hydrocarbons
    • B01D2257/7025Methane
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/80Water
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/40Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40035Equalization
    • B01D2259/40037Equalization with two sub-steps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/40Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40058Number of sequence steps, including sub-steps, per cycle
    • B01D2259/40064Five
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/40Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/403Further details for adsorption processes and devices using three beds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/40Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/414Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents
    • B01D2259/4141Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents within a single bed
    • B01D2259/4143Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents within a single bed arranged as a mixture
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/40Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/414Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents
    • B01D2259/4141Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents within a single bed
    • B01D2259/4145Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents within a single bed arranged in series
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0407Constructional details of adsorbing systems
    • B01D53/0446Means for feeding or distributing gases
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26Drying gases or vapours
    • B01D53/261Drying gases or vapours by adsorption
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/20Capture or disposal of greenhouse gases of methane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)

Description

Die Erfindung betriff! ein Verfahren zum Reinigen und Zerlegen eines aus mehreren, verschieden hoch siedenden Komponenten bestehenden Gasgemisches, bei dem das Gasgemisch durch hintereinandergeschaltete Reinigungs- und Adsorptionsbetten geleitet wird, in denen die Adsorption bei höherem und die Desorption bei niedrigerem Druck im Druckwechsel erfolgen, wobei Im Reinigungsbett Wasserdampf und gegebenenfalls CO. und andere höher siedende Komponenten des Gasgemisches festgehalten werden, während im Adsorptionsbett eine oder mehrere tiefer siedende Komponenten bevorzugt adsorbiert werden, so daß eine von Verunreinigungen freie Fraktion gewonnen wird, die an der oder den am schwächsten adsorbierbaren Komponenten angereichert ist.The invention concerns! a process for cleaning and disassembling one of several, different high boiling points Components of existing gas mixture in which the gas mixture is connected in series Cleaning and adsorption beds are conducted, in which the adsorption at higher levels and the desorption take place at lower pressure in the pressure change, with water vapor and possibly CO in the cleaning bed. and other higher-boiling components of the gas mixture are retained while in the adsorption bed one or more lower boiling components are preferentially adsorbed, so that one of impurities free fraction is obtained which is enriched in the one or more weakly adsorbable components is.

Seit einigen Jahren haben In die Technik der adsorptiven Gaszerlegung Druckwechselverfahren Eingang Befunden, die sich für viele Zwecke als praktikabel erwiesen haben. Bei diesen Verfahren erfolgt die Adsorption unter einem höheren Druck als die Desorption der zuvor adsorbierten Komponenten, die einfach durch Drucksenkung, gegebenenfalls bis auf unteratmosphärischen Druck und gegebenenfalls durch zusätzliches Überleiten eines Spülgases, bewirkt wird. Der Druckwechsel erfolgt bei In einem nur nach Minuten oder Sekunden zahlender! Zeitmaß. Ein weiteres wesentliches Merkmal der bekannten Druckwechselverfahren ist es, daß weder eine Erwärmung bei der Desorption noch eine Kühlung bei der Adsorption vorgenommen wird. Da diese Verfahren somit im wesentlichen bei gleichbleibender Temperatur, vorzugsweise bei Raumtemperatur, ablaufen, sind sie energetisch außerordentlich günstig. Bei den bekannten Druckwechselverfahren wird innerhalb der Adsorbensmasse eine Beladungsfront der bevorzugt adsorbierten Komponenten erzeugt, die während des Adsorptionsvoiganges in Richtung auf den Ausgang des Adsorbers wandert und während der Desorption In der umgekehrten Richtung verschoben wird, so daß die Beladungsfront bei den beiden Vorgängen hin- und heroszilliert.For some years now, pressure swing processes have been used in the technology of adsorptive gas separation and these have proven to be practicable for many purposes. In these processes, the adsorption takes place under a higher pressure than the desorption of the previously adsorbed components, which is brought about simply by lowering the pressure, if appropriate down to subatmospheric pressure and, if appropriate, by additionally passing a flushing gas over it. The pressure change takes place with In a paying only after minutes or seconds! Measure of time. Another essential feature of the known pressure swing process is that neither heating during desorption nor cooling during adsorption is carried out. Since these processes thus run essentially at a constant temperature, preferably at room temperature, they are extremely favorable in terms of energy. In the known pressure swing process, a loading front of the preferably adsorbed components is generated within the adsorbent mass, which migrates towards the outlet of the adsorber during the adsorption process and is shifted in the opposite direction during desorption, so that the loading front back and forth during the two processes oscillated.

Ein bekanntes Verfahren dieser Art ist in der DE-OS 20 55 425 beschrieben.
Werden zur Zerlegung eines Gasgemisches Zeolithe eingesetzt, dann muß dafür gesorgt werden, daß das zu zerlegende Gasgemisch weltgehend vorgetrocknet, d. h. vorgereinigt, in die Adsorber eintritt, da Zeolithe aufgrund ihrer Gitterstruktur Wasser bevorzugt vor allen anderen Substanzen adsorbieren, was bei Verwendung nicht getrockneter Gase zur Folge hätte, daß die Adsorptionskapazität der Zeolithe hinsichtlich der anderen Komponenten gänzlich oder zumindest zu einem erheblichen Teil blockiert wäre. Bei dem bekannten Verfahren, das die Erzeugung einer gegenüber Luft mit Sauerstoff angereicherten Fraktion betrifft, werden daher den eigentlichen Adsorbem Trockner vorgeschaltet, die entweder mit Silikagel oder mit Zeollth gefüllt sind.
A known method of this type is described in DE-OS 20 55 425.
If zeolites are used to break down a gas mixture, then it must be ensured that the gas mixture to be broken down is pre-dried, ie pre-cleaned, enters the adsorber, since zeolites, due to their lattice structure, preferentially adsorb water over all other substances, which is when undried gases are used The consequence would be that the adsorption capacity of the zeolites with respect to the other components would be blocked entirely or at least to a considerable extent. In the known method, which relates to the generation of a fraction that is enriched with oxygen compared to air, the actual adsorbent dryers are therefore connected upstream, which are either filled with silica gel or with Zeollth.

Da ein r.usammengehörendes Trockner-Adsorber-Paar stets durch eine Leitung verbunden ist, stellt die Wiederherstellung des Adsorptionsdruckes in beiden Behältern bei dem bekannten Verfahren ein besonderes Prohlem dar. Bei dem bekannten Verfahren ist deshalb zwischen beiden Behältern eine Drosselstelle eingerichtet, die es gestattet, den Druckanstieg im eigentlichen Adsorber während des Wiederaufdrückens mit Rohgas, das vom Eingangsende des Trockners her erfolgt, zu verlangsamen. Since a pair of dryer-adsorbers that belong together is always connected by a pipe, the restoration the adsorption pressure in both containers in the known method is a particular problem is. In the known method, a throttle point is therefore set up between the two containers, which it allowed to increase the pressure in the actual adsorber during the repressing with raw gas from The input end of the dryer is made to slow down.

Das bekannte Verfahren hat jedoch wesentliche Nachteile. Erstens bedarf es zu seiner Durchführung stets zweier separater, durch eine Leitung verbundener Behälter für das Trocken- und für das Adsorptionsmittel und zweitens muß das für das Wiederaufdrücken des Adsorbers benötigte Gas über den Trockner geleitet werden. Dadurch wird die Wasserbeladungsfront im Trockner In Richtung auf dessen Auslaßende verschoben, was zur Folge haben kann, daß die Wasserbeladungsfront sich nach längerem Betrieb doch einmal dem Auslaßende des Trockners nähen und Wasser in den Adsorber durchbricht oder daß der Trockner aus Sicherheitsgründen erheblich überdimensioniert werden muß.However, the known method has significant disadvantages. First, it is always necessary to carry it out two separate containers for the desiccant and for the adsorbent and connected by a line secondly, the gas required for repressing the adsorber must be passed through the dryer. This will make the water loading front in the dryer In Shifted towards its outlet end, which can have the consequence that the water loading front After a long period of operation, sew it to the outlet end of the dryer and water will break into the adsorber or that the dryer must be considerably oversized for safety reasons.

Ein Druckaufbau mit einem trockenen und CO2-freien Gas, wie es z. B. beim bekannten Verfahren aus der Gleichstromentspannung eines Adsorbers anfällt, kann nur über das Austrittsende des Adsorbers durchgeführt werden, was zu einer Verunreinigung der Austrittsschicht führt. Bei einem Einleiten eines solchen Gases über den Trockner besteht die Gefahr, daß Wasser vom Trockner durch dieses Gas desorblert und in die Zeolith-A pressure build-up with a dry and CO 2 -free gas, as is e.g. B. occurs in the known method from the direct current relaxation of an adsorber, can only be carried out via the outlet end of the adsorber, which leads to contamination of the outlet layer. When such a gas is introduced through the dryer, there is a risk that water from the dryer will be desorbed by this gas and into the zeolite

schicht getragen wird. Will man daher ein Produkt hoher Reinheit mit dem bekannten Verfahren erzeugen, so muß auf die Verwendung dieses Gases verzichtet werden, was eine erheblich schlechtere Produktausbeute mit sich bringt.layer is worn. So if you want a higher product To produce purity with the known method, the use of this gas must be dispensed with which leads to a considerably poorer product yield.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu beseitigen und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das es gestattet, mit Wasser, CO2 oder anderen höher siedenden Komponenten verunreinigte Gase wirtschaftlicher und zuverlässiger als bisher zu zerlegen.It is the object of the present invention to eliminate these disadvantages and to create a method of the type mentioned at the beginning which allows gases contaminated with water, CO 2 or other higher-boiling components to be broken down more economically and reliably than before.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der nach der Desorption notwendige Aufbau des Adsorptionsdruckes mindestens zu 20*> durch Eindrükken eines aus der oder den tiefer siedenden Komponenten bestehenden Gases zwischen Reinigungs- und Adsorptionsbett erfolgt.According to the invention, this object is achieved in that the structure of the necessary after the desorption Adsorption pressure of at least 20 *> by pressing in a gas consisting of the lower-boiling component or components between the cleaning and Adsorption bed takes place.

Beim Verfahren der Erfindung wird also d<r Druckaufbau nicht wie bei dem bekannten Verfahren durch Einleiten eines Gases über das Reinigungsbett bewerkstelligt, sondern durch Einleiten an einer zwischen dem Reinigungs- und dem Adsorptionsbett befindlichen Stelle.In the method of the invention, the pressure build-up will therefore be not accomplished by introducing a gas over the cleaning bed as in the known method, but by introducing it at a point located between the cleaning bed and the adsorption bed.

Es ist zwar aus der DE-PS 17 69135 ein Verfahren bekannt, wo ein Gas zwischen zwei in einem Behälter befindliche Molekularsiebschüttungen eingeblasen : wird, doch handelt es sich bei dem Verfahren dieser Patentschrift um ein gänzlich anderes Verfahren als bei dem der vorliegenden Erfindung. Zunächst ist das bekannte Verfahren kein Druckwechselverfahren, sondern ein Temperaturwechselverfahren, so daß die dem D.ruck- 5" wechselverfahren eigene Problematik bei dem bekannten Verfahren keine Rolle spielt. Außerdem geht es aber bei dem bekannten Verfahren lediglich darum, die größere Adsorbensmenge, die zur Adsorption von CO2 dient, getrennt von der kleineren, die als Trockner fungiert, regenerieren zu können. Zu diesem Zweck wird zwischen beiden Schüttur.gen ein Seltenanstich vorgesehen und das Regenerlergas entweder durch diesen Seltenanstich herein- oder auch herausgeführt, was bei dem bekannten Verfahren im Prinzip keinen Unterschied darstellt, wobei lediglich darauf geachtet wird, daß das Im Kreis geführte Regenerlergas erst ganz zum Schluß einmal den Trockner durchströmt. Mit dem erfindungsgemäßen Druckaufbauverfahren hat mithin das bekannte Verfahren der DE-PS 17 69 135 nichts zu tun.A process is known from DE-PS 17 69135 in which a gas is blown in between two molecular sieve beds located in a container, but the process of this patent is a completely different process than that of the present invention. First of all, the known process is not a pressure change process, but a temperature change process, so that the problems inherent in the pressure change process do not play a role in the known process Adsorption of CO 2 is used to be able to regenerate separately from the smaller one, which acts as a dryer. For this purpose, a seldom tap is provided between the two Schüttur.gen and the regenerator gas is either fed in or out through this seldom tap, which is the case with the known method In principle, there is no difference, but care is taken that the circulating regenerator gas only flows through the dryer at the very end.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß eine auf dem Reinigungsbett vorhandene Restbeladung an H2O, CO2 oder gegebenenfalls auch anderen Verunreinigungen durch den Druckaufbau in Richtung auf das Einlaßende des Reinigungsbettes gedrängt wird, so daß "> <> nach dem Umschalten auf Adsorption ein reineres Gas aus dem Reinigungs- In das Adsorptionsbett überströmt. Einen besonderen Vorteil bietet das erfindungsgemäße Verfahren bei der Verwendung von mehr als einem Adsorber, da das vom Austrittsende des einen Adsorbers abströmende Druckentspannungsgas zum zumindest teilweisen Druckaufbau eines anderen Adsorbers verwendet werden kann. Dadurch läßt sich eine bedeutend höhere Produktausbeute erzielen als mit dem bekannten Verfahren. Da dieses Entspannungsgas in das Adsorptionsbett über sein Eintrittsende her eingeleitet wird, kann auch ein wasser- und CO2-freies Gas verwendet werden, welches schon die bevorzugt adsorbierten Komponenten enthält, ohne daß es zu einer Verschlechterung der Produktreinheit kommt. Es Ist dadurch z. B. nicht nötig, für den Entspannungstakt Adsorptionskapazität Im Adsorptionsbett freizuhalten, um das Druchbrechen der Adsorptionsfront zu verhindern. The method according to the invention has the advantage that any residual H 2 O, CO2 or possibly other impurities present on the cleaning bed is forced towards the inlet end of the cleaning bed by the pressure build-up, so that "><> switches on after switching to adsorption The process according to the invention offers a particular advantage when more than one adsorber is used, since the pressure relief gas flowing out from the outlet end of one adsorber can be used to at least partially build up the pressure of another adsorber achieve a significantly higher product yield than with the known process.As this expansion gas is introduced into the adsorption bed via its inlet end, a water- and CO 2 -free gas can also be used which already contains the preferably adsorbed components without it a worsening The purity of the product comes into play. It is thereby z. B. not necessary to keep free adsorption capacity in the adsorption bed for the relaxation cycle in order to prevent the adsorption front from breaking through.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auf alle Gasgemische anwenden, die einerseits wasser- und CO2-haltig sind und gegebenenfalls auch hoch siedende Verunreinigungen enthalten und andererseits aus mehreren Komponenten bestehen, von denen mindestens eine in reiner Form oder zumindest in weltgehend reiner Form gewonnen werden soll.The method according to the invention can be applied to all gas mixtures which on the one hand contain water and CO2 are and possibly also contain high-boiling impurities and, on the other hand, of several Components exist, at least one of which is in pure form, or at least in worldly pure form should be won.

Aus Luft lassen sich mit Hilfe des erfindungsgemäSen Verfahrens beispielsweise Reinsauerslöff oder an Sauerstoff angereicherte Luft gewinnen, die In der chemischen Industrie, in der Eisenhüttenindustrie, bei Verbrennungsprozessen oder in der Abwasseraufbereitung verwendet werden können. Desgleichen läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch einsetzen, um Wasserstoff aus einem Dampfreformiergas zu gewinnen oder anzureichern. Aber auch für die Zerlegung von Kohlenwasserstoffgemischen, die bei normaler Temperatur gasförmig sind, läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren mit Erfolg anwenden.With the aid of the method according to the invention, pure sour spoons or oxygen can be obtained from air, for example Obtain enriched air, which In the chemical industry, in the iron and steel industry, in combustion processes or can be used in wastewater treatment. Likewise, the inventive Also use processes to obtain or enrich hydrogen from a steam reforming gas. But also for the decomposition of hydrocarbon mixtures, which are gaseous at normal temperature are, the inventive method can be used with success.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die Reinigungsmasse und das Adsorbens vorteilhafterweise in einem einzigen Adsorber untergebracht. Es handelt sich also um eine Konstruktion, die bedeutend einfacher und billiger ist als die zwei separaten Adsorber, die das eingangs behandelte Verfahren des Standes der Technik erfordert.The cleaning compound and the adsorbent are advantageous for carrying out the method according to the invention housed in a single adsorber. So it is a construction that is significant is simpler and cheaper than the two separate adsorbers that the initially discussed process of the prior Technology requires.

Der erfindungsgemäße Druckaulbau, der durch Eindrücken eines Gases zwischen die beiden Schüttungen erfolgt, wird vorzugsweise mit einer im Zuge des Zerlegungsverfahrens gewonnenen Fraktion vorgenommen. Mit der Verwendung einer Fraktion Ist der Vorteil verbunden, daß ein Gas zur Anwendung kommt, das frei ist von den im Reinigungsbett niedergeschlagenen Komponenten des Rohgases, so daß eine Zurückdrängung einer eventuellen Restbeladung Im Reinigungsbett in Richtung auf dessen Einlaßende erfolgt, ohne daß gleichzeitig eine Verunreinigung des Adsorptionsbettes eintritt. Als eine derartige Fraktion kann beispielsweise das Reingas angesehen werden oder auch das nach Abschluß des Adsorptionsschrittes In den Hohlräumen eines Adsorbers verbliebene Gas, das auf dem Wege eines Druckausgleiches mit dem wiederaufzudrückenden Adsorber in diesen eingebracht wird. Bei Verwendung dieses Druckentspannungsgases wird eine Fraktion verwendet, die sonst als Restgas abgegeben wird.The Druckaulbau according to the invention, which by pressing of a gas takes place between the two beds, is preferably carried out with one in the course of the dismantling process won fraction. Using a faction has the advantage of that a gas is used which is free from the components deposited in the cleaning bed of the raw gas, so that a possible residual load in the cleaning bed is pushed back in the direction of takes place at the inlet end without contamination of the adsorption bed occurring at the same time. As one such a fraction can be viewed, for example, as the clean gas or that after the adsorption step has been completed Gas remaining in the cavities of an adsorber, which is due to pressure equalization is introduced into this with the adsorber to be repressed. When using this pressure release gas a fraction is used that would otherwise be released as residual gas.

Da jedoch In der Regel nach Einleiten einer Fraktion zwischen die beiden Schüttungen bis zum Druckaufbau auf mindestens 20% des Adsorptionsdruckes der Druckaufbau ausreicht, um ein Durchreißen der Adsorptionsfront beim weiteren Druckaufbau zu verhindern, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, die letzte Drucksteigerung bis auf den Adsorptionsdruck durch Rohgas zu bewerkstelligen, das allerdings, um das Adsorberbett in jedem Fall frei von H2O, CO2 und gegebenenfalls auch anderen Verunreinigungen zu halten und seine Kapazität nicht unnötig zu vermindern, vom Einlaßende des Reinigungsbettes her In den Adsorber eingeblasen wird. Da jedoch die erste wesentliche Drucksteigerung bereits vollzogen ist, besteht bei Anwendung des Rohgases zum Druckaufbau bei dieser Verfahrensvariante nicht die Gefahr, daß Verunreinigungen bis zum Adsorptionsbett durchbrechen, was in jedem Fall unerwünscht wäre.Since, however, after a fraction has been introduced between the two beds until the pressure builds up to at least 20% of the adsorption pressure, the pressure build-up is sufficient to prevent the adsorption front from tearing through during further pressure build-up, the invention provides for the last pressure increase up to the adsorption pressure To accomplish raw gas, which, however, is blown into the adsorber from the inlet end of the cleaning bed in order to keep the adsorber bed free of H 2 O, CO 2 and possibly also other impurities and not to reduce its capacity unnecessarily. However, since the first substantial increase in pressure has already taken place, when using the raw gas to build up pressure in this process variant there is no risk of impurities breaking through to the adsorption bed, which in any case would be undesirable.

Gemäß einer weiteren Ausbildung des Erfindungsgedankens Ist es beim erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, bei Bedarf zwei Adsorber einer Adsorberbatterle unter Umgehung des Reinigungsbettes des zweiten Adsorbers hlntereinanderzuschalten, so daß das Rohgas bei dieser Verfahrensvariante nacheinander ein ReInI-According to a further development of the inventive concept, it is provided in the method according to the invention, if necessary, two adsorbers of one adsorber battery bypassing the cleaning bed of the second Connect the adsorbers one behind the other, so that in this process variant the raw gas is successively

giingsbett, ein erstes und ein zweites Adsorptionsbett durchströmt.giingsbett, a first and a second adsorption bed flows through.

Diese Verfahrensvariante hat den Vorteil, daß die Kapazität des ersten Adsorptionsbettes voll ausgenützt wird, indem die Möglichkeit besteht, die Beladungsfront in das zweite Adsorptionsbett hineinzuschieben, ohne daß dabei irgendeine Verunreinigung des zu gewinnenden Reingases eintritt. Auf diese Weise wird das erste Adsorptionsbett bis zur restlosen Ausschöpfung seiner Kapazität beladen und das zweite nur unwesentlich vorbeladen, so daß sich Insgesamt eine sehr günstige Verfahrensführung ergibt.This process variant has the advantage that the capacity of the first adsorption bed is fully utilized in that there is the possibility of pushing the loading front into the second adsorption bed without that some contamination of the clean gas to be recovered occurs. This way becomes the first Adsorption bed loaded until its capacity is completely exhausted and the second only insignificantly preloaded, so that the overall process is very favorable.

Die erfindungsgemäßen Reinigungs- und Adsorptionsbetten können mit beliebigen bekannten Adsorptionsmitteln ausgestattet sein. Sie müssen lediglich den beabsichtigten Zweck erreichen. So haben sich für die Reinigungsbetten Silikagel, Aktivkohle, Tonerdegel und Zeolithe und für die Adsorptionsbetten Zeolithe und Aktivkohle bewährt, wobei die Art des auszuwählenden Zeoliths von der Art der ihm gestellten Trennaufgabe abhängt.The cleaning and adsorption beds according to the invention can be combined with any known adsorbent be equipped. All you have to do is achieve the intended purpose. So did for the cleaning beds Silica gel, activated carbon, alumina gel and zeolites and for the adsorption beds zeolites and activated carbon proven, whereby the type of zeolite to be selected depends on the type of separation task set for it depends.

Die Dauer eines Schaltzyklus kann beim erfindungsgemäßen Verfahren verschieden sein. Im allgemeinen beträgt die Dauer 10 bis 20 Minuten. Sie kann jedoch auf beispielsweise 5 Minuten verkürzt werden und in Extreinfällen sogar nur einige Sekunden betragen.The duration of a switching cycle can be different in the method according to the invention. In general the duration is 10 to 20 minutes. However, it can be shortened to, for example, 5 minutes and in Extreme cases only last a few seconds.

Die Erfindung sei weiterhin anhand einer schematisch dargestellten Anlage mit drei Adsorbem beschrieben.The invention is further described with reference to a system with three adsorbents shown schematically.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf derartige Anlagen mit drei Adsorbern beschränkt, sondern läßt sich gleichermaßen auch auf solche mit mehr Adsorbern anwenden, wenn beispielsweise vorgesehen sein sollte, Druckaufbau und Druckabbau In mehreren Einzelschritten zu vollziehen, was in der Regel die Zuschaltung weiterer Adsorber erfordert.However, the invention is not limited to such systems limited with three adsorbers, but can also be applied equally to those with more adsorbers, if, for example, it should be planned to increase and decrease pressure in several individual steps complete what usually requires the connection of further adsorbers.

Die in Fig. 1 gezeigte Anlage besteht aus drei Adsorbern I. 2 und 3 mit den Reinigungsbetten 10, 20 und 30 und den Adsorptionsbetten 11. 21 und 31. In einem Kompressor 4 wird das Rohgas auf den für die Adsorption erforderlichen Druck komprimiert und durch eine Leitung 5 und ein Ventil 12 dem Reinigungsbett 10 des Adsorbers 1 zugeführt, wo es von H2O, CO; und gegebenenfalls anderen Komponenten befreit wird. Das so vorgereinigte Gas tritt unmittelbar darauf in das Adsorptionsbett Il des Adsorbers I ein, wo eine oder mehrere Komponenten des Rohgases bevorzugt adsorbiert werden. Das von diesen Komponenten befreite Reingas strömt durch ein Ventil 13 und eine Reingasleitung 6 ab.The system shown in Fig. 1 consists of three adsorbers I. 2 and 3 with the cleaning beds 10, 20 and 30 and the adsorption beds 11, 21 and 31. In a compressor 4, the raw gas is compressed to the pressure required for adsorption and through a line 5 and a valve 12 are fed to the cleaning bed 10 of the adsorber 1, where H 2 O, CO; and if necessary other components are exempted. The gas pre-cleaned in this way then immediately enters the adsorption bed II of the adsorber I, where one or more components of the raw gas are preferentially adsorbed. The clean gas freed from these components flows through a valve 13 and a clean gas line 6.

Hat die Adsorptionsfront der bevorzugt adsorbierten Komponenten das Ende des Adsorptionsbettes 11 des Adsorbers 1 erreicht, dann werden die Ventile 12 und 13 geschlossen und das Rohgas durch Öffnen von Ventilen 22 und 23 durch das Reinigungsbett 20 und das Adsorplionsbett 21 des Adsorbers 2 geleitet, wo sich derselbe Vorgang wiederholt. Gleichzeitig wird ein Ventil 14 geöffnet, und das dabei aus dem Adsorber 1 abströmende Druckgas tritt nach Öffnen eines Ventils 36 zwischen Adsorptionsbett 31 und Reinigungsbett 30 ein, die sich zu diesem Zeitpunkt auf dem niedrigsten Verfahrensdruck befinden, um dort den Druck wieder zu erhöhen. Nach erfolgtem Druckausgleich werden die Ventile 14 und 36 wieder geschlossen.If the adsorption front of the preferably adsorbed components has the end of the adsorption bed 11 of the Adsorbers 1 reached, then the valves 12 and 13 are closed and the raw gas by opening valves 22 and 23 passed through the cleaning bed 20 and the adsorber bed 21 of the adsorber 2, where the same Process repeated. At the same time, a valve 14 is opened, and that which flows out of the adsorber 1 Pressurized gas occurs after opening a valve 36 between adsorption bed 31 and cleaning bed 30, which are are at the lowest process pressure at this point in time in order to increase the pressure there again. After pressure equalization has taken place, the valves 14 and 36 are closed again.

Es erfolgt nun die Desorption der im Reinigungsbett 10 und im Adsorptionsbett 11 des Adsorbers I adsorbierten Komponenten. Zu diesem Zweck wird ein Ventil 15 geöffnet und der Druck im Adsorber 1 weiter erniedrigt. Durch eine Leitung 7 strömt Restgas ab. Die Druckerniedrigung wird beim niedrigsten Verfahrensdruck durch Schließen des Ventils 15 unterbrochen, wobei dieser niedrigste Verfahrensdruck gegebenenfalls der Atmosphärendruck sein kann oder, falls erforderlich, auch ein niedrigerer Druck, der mit Hilfe einer In die Leitung i geschalteten und In der Figur nicht dargestellten Vakuumpumpe bewerkstelligt werden kann. Falls es vorzuziehen ist, nicht bei Unterdruck zu arbeiten, kann es vorteilhaft sein, bei weiterhin geöffnetem Ventil 15 durch Öffnung von Ventilen 14 und 24 zur Unterstützung der Desorption etwas Reingas in den Adsorber 1 von dessen Auslaßende her einzuleiten.The desorption of the components adsorbed in the cleaning bed 10 and in the adsorption bed 11 of the adsorber I now takes place. For this purpose, a valve 15 is opened and the pressure in adsorber 1 is further reduced. Residual gas flows off through a line 7. The lowering of the pressure is interrupted at the lowest process pressure by closing the valve 15, this lowest process pressure possibly being atmospheric pressure or, if necessary, also a lower pressure which can be achieved with the aid of a vacuum pump connected to line i and not shown in the figure can. If it is preferable not to work under negative pressure, it can be advantageous, with the valve 15 still open, to introduce some pure gas into the adsorber 1 from its outlet end by opening valves 14 and 24 to support the desorption.

Nun muß im Adsorber 1 der Druck wieder aufgebaut werden. Dies geschieht durch Einleiten von Entspannungsgas aus dem Adsorber 2, dessen Adsorptionsphase gerade beendet ist, über die Ventile 24 und 16. Da dieser Druckaufbau mit trockenem, CO2-freiem Gas für das Reinigungsbett 10 Im Gegenstrom zur Adsoprtlon erfolgt, wird eine dort nach der Desorption verbliebene Restbeladung In Richtung auf das Eintrittsende des ReI-nigungsbettes zurückgeschoben, d. h. die Wirkung der vorhergegangenen Desorption wird dadurch noch erhöht, was im Endeffekt zu einer Verkleinerung des Trockners führt.Now the pressure in the adsorber 1 must be built up again. This is done by introducing expansion gas from the adsorber 2, whose adsorption phase has just ended, via the valves 24 and 16. Since this pressure build-up takes place with dry, CO 2 -free gas for the cleaning bed 10 in countercurrent to the adsorber, a there is after the Desorption Residual load pushed back in the direction of the inlet end of the cleaning bed, ie the effect of the previous desorption is thereby increased, which in the end leads to a downsizing of the dryer.

Der weitere Druckaufbau bis auf den Adsorptions·· druck erfolgt nach Schließen der Ventile 24 und 16 durch Öffnen des Ventils 12 durch Einleiten feuchten Rohgases in das Reinigungsbett 10 und das Adsorptionsbett II des Adsorbers 1. Nach abgeschlossenem Druckaufbau wird das Ventil 13 geöffnet, und die eben geschilderte TakU folge beginnt von neuem.The further pressure build-up up to the adsorption pressure takes place after closing the valves 24 and 16 by opening the valve 12 by introducing moist raw gas in the cleaning bed 10 and the adsorption bed II of the Adsorbers 1. After the pressure build-up has been completed, the valve 13 is opened, and the TakU just described sequence begins again.

Zur Durchführung der zweiten Verfahrensvariante werden, sobald die Adsorptionsfront der adsorbierten " Komponenten das Ende des Adsorbers I erreicht, das Ventil 13 geschlossen und die Ventile 14 und 26 geöff-J5 net, so daß bei geöffnetem Ventil 23 dann wieder Reingas durch die Leitung 6 abströmt. Der Adsorptionstakt wird dann beendet, wenn die Massenübergangszone voll in das Adsorptionsbett 21 des Adsorbers 2 übergetreten ist.To carry out the second variant of the method, as soon as the adsorption front of the adsorbed " Components reached the end of adsorber I, valve 13 closed and valves 14 and 26 opened-J5 net, so that when the valve 23 is open, clean gas then flows out through line 6 again. The adsorption cycle is ended when the mass transfer zone has fully passed into the adsorption bed 21 of the adsorber 2 is.

In Fig. 2 ist ein Zeitablaufschema für die in Fig. i dargestellte, aus drei Adsorbern bestehende Anlage wiedergegeben.FIG. 2 shows a timing diagram for the system shown in FIG. I, which consists of three adsorbers reproduced.

Der oberste Balken gibt den Ablauf der Verfahrensschritte Im Adsorber 1, der mittlere den im Adsorber 2 und der unterste den im Adsorber 3 wieder. In dem Schema ist mit »E« die Entspannung gemeint, die unter gleichzeitigem Druckausgleich mit einem anderen Adsorber abläuft. Mit »DR\« und »DRl« sind die beiden Druckaufbaustufen - erstens durch Entspannungsgas aus einem anderen Adsorber und zweitens mit Hilfe von Rohgas - bezeichnet. »VB« bedeutet den Abschnitt der Vorbeladung, wenn gemäß der zweiten Verfahrensvariante der Erfindung zwei Adsorptionsbetten hinterelnandergeschaltet werden, so lange bis die Massenübergangszone voll in das zweite Adsorptionsbett eingetreten ist. Fällt dieser Verfahrensschritt weg, dann verlängert sich die für den Druckaufbau DR 2 zur Verfugung stehende Zeit um den entsprechenden Betrag.The top bar shows the process steps in adsorber 1, the middle one in adsorber 2 and the bottom one in adsorber 3. In the scheme, "E" means the expansion, which takes place with simultaneous pressure equalization with another adsorber. The two pressure build-up stages are designated by "DR" and "DR1" - firstly by means of expansion gas from another adsorber and secondly with the help of raw gas. "VB" means the section of the pre-loading when, according to the second process variant of the invention, two adsorption beds are connected one behind the other until the mass transfer zone has fully entered the second adsorption bed. If this process step is omitted, the time available for the pressure build-up DR 2 is extended by the corresponding amount.

Die Erfindung sei weiterhin anhand einiger Zahlenbeispiele verdeutlicht.The invention is further based on a few numerical examples made clear.

Beispiel 1example 1

Dieses Beispiel zeigt die Gewinnung einer 02-reichen Fraktion aus Luft, wobei von dem zu zerlegenden Gas lediglich ein Adsorptionsbett durchströmt wurde.This example shows the extraction of an 02-rich Fraction from air, with the gas to be separated only flowing through an adsorption bed.

Bei dem Verfahren wurden drei Adsorber mit je einem Reinigungs- und einem Adsorptionsbett verwendet.Three adsorbers, each with a cleaning bed and an adsorption bed, were used in the process.

Jedes Reinigungsbett war mit 150 kg weltporigem Sillkagel bzw. 150 kg aktivierter Tonerde und Aktivkohle, jedes Adsorptionsbett mit 2750 kg zeolithlschem Molekularsieb Typ 5A beschickt.Each cleaning bed was filled with 150 kg of world-pore Sillkagel or 150 kg of activated alumina and activated carbon, each adsorption bed with 2750 kg of zeolite molecular sieve Type 5A charged.

Adsorptionszeit:Adsorption time:

Zykluszeit:Cycle time:

Einsatzgas:Feed gas:

Adsorptionsdruck:
Adsorptlonstempeiatur
Desorptionsdruck:
Produkt:
Adsorption pressure:
Adsorption temperature
Desorption pressure:
Product:

Produktzusammensetzung: Product composition:

Produktdruck:Product printing:

3 min
9 min
3 min
9 min

861 NmVh Luft mit einem Wassergehalt von 4,8 g/Nm3 und einem CO2-Gehalt von 330 vpm.861 NmVh of air with a water content of 4.8 g / Nm 3 and a CO 2 content of 330 vpm.

4 bar (abs.)
293 K
4 bar (abs.)
293 K

0,15 bar (abs.) ■'0.15 bar (abs.) ■ '

150 NmVh (trocken und COj-frei)
90 Vol-96 O2
150 NmVh (dry and COj-free)
90 vol-96 O 2

6 Vol-96 N2 6 Vol-96 N 2

4 Vol-96 Ar4 vol-96 ares

3,7 bar (abs.).3.7 bar (abs.).

Beispiel 2Example 2

In diesem Beispiel, das ebenfalls die Gewinnung einer O2-reichen Fraktion aus Luft zeigt, wurde von der zweiten Variante des erflndungsgemäßen Verfahrens Gebrauch gemacht, d. h. das Gas durchströmte hintereinander zwei Adsorptionsbetten.In this example, which also shows the recovery of an O 2 -rich fraction from air, use was made of the second variant of the method according to the invention, ie the gas flowed through two adsorption beds one after the other.

Bei dem Verfahren wurden drei Adsorber mit je einem Reinigungs- und. einem Adsorptionsbett verwendet. Jedes Reinigungsbett war mit 120 kg weitporigem Silikagel bzw. 120 kg aktivierter Tonerde und Aktivkohle, jedes Adsorptionsbett mit 2250 kg zeolithlschem Molekularsieb Typ 5A beschickt.In the process, three adsorbers, each with a cleaning and. an adsorption bed is used. Each cleaning bed was filled with 120 kg of wide-pore silica gel or 120 kg of activated alumina and activated carbon, each adsorption bed is charged with 2250 kg of zeolite molecular sieve type 5A.

Adsorptionszeit:Adsorption time:

Zykluszeit:Cycle time:

Einsatzgas:Feed gas:

Adsorptionsdruck:
Adscrptionstemperatur:
Desorptionsdruck:
Produkt:
Adsorption pressure:
Adsorption temperature:
Desorption pressure:
Product:

Produktzusammensetzung: Product composition:

Produktdruck:Product printing:

3 min
9 min
3 min
9 min

694 NmVh Luft mit einem Wassergehalt von 4,8 g/Nm3 und einem CO2-Gehalt von 330 vpm.694 NmVh of air with a water content of 4.8 g / Nm 3 and a CO 2 content of 330 vpm.

4 bar (abs.)
293 K
4 bar (abs.)
293 K

0,15 bar (abs.)0.15 bar (abs.)

150 NmVh (trocken und150 NmVh (dry and

CCVfrei)CCV free)

90 Vol-96 O2 90 vol-96 O 2

6 VoI-*. N2 6 VoI- *. N 2

4 Vol-% Ar4 vol% Ar

3,7 bar (abs.).3.7 bar (abs.).

Beispiel 3Example 3

Bei dem Verfahren wurden drei Adsorber mit je einem Reinigungs- und einem Adsorptionsbett verwendet. Jedes Reinigungsbett war mit 250 kg weitporigem Sillkagel bzw. 250 kg aktivierter Tonerde und Aktivkohle, jedes Adsorptionsbett mit 3500 kg zeollthischem Molekularsieb Typ 5A beschickt.Three adsorbers, each with a cleaning bed and an adsorption bed, were used in the process. Each cleaning bed was filled with 250 kg of wide-pored Sillkagel or 250 kg activated alumina and activated carbon, each adsorption bed with 3500 kg zeollthic molecular sieve Type 5A charged.

1010

2020th

2525th

3030th

35 Adsorptionszelt: 35 adsorption tent:

Zykluszelt:Cycle tent:

Einsatzgas:Feed gas:

Adsorptionsdruck:
Adsorptionstemperatur:
Desorptionsdruck:
Produkt:
Adsorption pressure:
Adsorption temperature:
Desorption pressure:
Product:

Produktzusammensetzung: Product composition:

Produktdruck:Product printing:

3 min
9 min
3 min
9 min

1320 NmVh Luft mit einem Wassergehalt von 4,8 g/Nm1 und einem COj-Gehalt von 330 vpm.1320 NmVh air with a water content of 4.8 g / Nm 1 and a COj content of 330 vpm.

4 bar (abs.)
293 K
4 bar (abs.)
293 K

0,15 bar (abs.)0.15 bar (abs.)

150 NmVh (trocken und150 NmVh (dry and

COi-frei)COi-free)

90 Vol-%O2 90 vol% O 2

6 Vol-% N2 6 vol% N 2

4 Vol-% Ar4 vol% Ar

3,7 bar (abs.).3.7 bar (abs.).

Beispiel 4Example 4

In diesem Beispiel ist die Gewinnung von Wasserstoff aus einem Steamreformer-Gas mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens demonstriert, wobei von dem zu zerlegenden Gas lediglich ein Adsorptionsbett durchströmt wurde.In this example, the production of hydrogen from a steam reformer gas with the aid of the invention Process demonstrated, with the gas to be separated only flowing through an adsorption bed became.

Bei dem Verfahren wurden drei Adsorber mit je einem Reinigungs- und Adsorptionsbett verwendet. Jedes Reinigungsbett war mit 100 kg aktivierter Tonerde und kg Aktivkohle, jedes Adsorptionsbett mit 2000 kg zeolillhischem Molekularsieb Typ 5A beschickt.Three adsorbers, each with a cleaning and adsorption bed, were used in the process. Any cleaning bed was with 100 kg of activated alumina and kg of activated carbon, each adsorption bed with 2000 kg Zeolillian molecular sieve type 5A charged.

4040

4545

5050

Bei diesem Beispiel wurde Luft in einer Adsorberanlage nach konventioneller Art zerlegt, d. h. es erfolgte weder der erfindungsgemäße Druckausgleich, noch eine Hintereinanderschaltung von Adsorbens Adsorptionszeit:In this example air was in an adsorber system dismantled in the conventional manner, d. H. neither the pressure equalization according to the invention nor one took place Series connection of adsorbents Adsorption time:

Zykluszeit:Cycle time:

Rohgas:Raw gas:

Rohgaszusammensetzung:Raw gas composition:

Adsorptionsdruck:Adsorption pressure:

Adsorptionstemperatur:Adsorption temperature:

Desorptionsdruck:Desorption pressure:

Prpduktionszusammen-Production

setzung:setting:

Produktdruck:Product printing:

4 min
12 min
1000 NmVh
72 Vol-96 H2
4 min
12 min
1000 NmVh
72 vol-96 H 2

12 Vol-% CO12 vol% CO

13 Vol-% CO2
3 Vol-% CH4
13 vol% CO 2
3 vol% CH 4

12 bar (abs.)12 bar (abs.)

303 K303 K

0,1 bar (abs.)0.1 bar (abs.)

99 Vol-% H2 99 vol% H 2

0,7 VoL-96 CH4 0.7 VoL-96 CH 4

0,3 Vol.-% CO0.3 vol% CO

CO2 weniger als 10 vpm.CO 2 less than 10 vpm.

H2O weniger als 1 vpm.H 2 O less than 1 vpm.

11,5 bar (abs.).11.5 bar (abs.).

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zum Reinigen und Zerlegen eines aus mehreren, verschieden hoch siedenden Komponenten bestehenden Gasgemisches, bei dem das Gasgemisch durch hintereinandergeschaltete Reinlgungs- und Adsorptionsbetten geleitet wird, in denen die Adsorption bei höherem und die Desorption bei niedrigerem Druck im Druckwechsel erfolgen, wobei im Reinigungsbett Wasserdampf und gegebenenfalls CO2 und andere höher siedende Komponenten des Gasgemisches festgehalten werden, während Im Adsoprtionsbett eine oder mehrere tiefer siedende Komponenten bevorzugt adsorbiert werden, so daß eine von Verunreinigungen freie Fraktion gewonnen wird, die an der oder oen am schwächsten adsorbierbaren Komponenten angereichert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der nach der Desorption notwendige Aufbau des Adsorptionsdruckes mindestens zu 20% durch Eindrücken eines aus der oder den tiefer siedenden Komponenten bestehenden Gases zwischen Reinigungsund Adsorptionsbett erfolgt.1. A method for cleaning and breaking down a gas mixture consisting of several, different high-boiling components, in which the gas mixture is passed through cleaning and adsorption beds connected in series, in which the adsorption takes place at a higher pressure and the desorption at a lower pressure in a pressure change, whereby in the cleaning bed Water vapor and possibly CO 2 and other higher-boiling components of the gas mixture are retained, while one or more lower-boiling components are preferentially adsorbed in the adsorption bed, so that a fraction free of impurities is obtained which is enriched in the component or components that are weakest to adsorb, characterized in that the necessary build-up of the adsorption pressure after desorption takes place by at least 20% by pressing a gas consisting of the lower-boiling component or components between the cleaning bed and the adsorption bed. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer aus mehreren zyklisch umschaltbaren Reinigungs- und Adsorptionsbetten bestehenden Adsorberbatterle der Druckaufbau durch Eindrücken eines vom Ein- oder Auslaßende eines anderen Adsorptionsbettes abströmenden Entspannungs- und/oder Produktgases erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that when using one of several cyclically switchable cleaning and adsorption beds existing Adsorberbatterle the pressure build-up by pressing in a pressure relief valve flowing from the inlet or outlet end of another adsorption bed and / or product gas takes place. 3. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem teilweisen Aufbau des Adsorptionsdruckes durch Eindrükken eines Gases zwischen Reinigungs- und Adsorptionsbett der weitere Druckaufbau durch Eindrücken des zu reinigenden und zu zerlegenden Gasgemisches von der Eintrittsseite des Reinigungsbettes erfolgt.3. The method according to the preceding claims, characterized in that in a partial Build-up of the adsorption pressure by forcing a gas between the cleaning and adsorption bed the further pressure build-up by pressing in the gas mixture to be cleaned and broken down takes place from the entry side of the cleaning bed. 4. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Auslaßende eines Adsorptionsbeties abströmende, an der oder den am schwächsten adsorbierbaren Komponenten angereicherte Fraktion zur weiteren Anreicherung zwischen ein Reinigungs- und ein Adsorptionsbett eingeleitet und die von Verunreinigungen freie Fraktion vom Auslaßende des letzteren Adsorptionsbettes abgenommen wird.4. The method according to the preceding claims, characterized in that the outlet end an adsorbent flowing off on the weakest adsorbable component enriched fraction for further enrichment between a cleaning and an adsorption bed introduced and the fraction free of impurities from the outlet end of the latter adsorption bed is removed.
DE2724763A 1977-06-01 1977-06-01 Process for cleaning and decomposing a gas mixture Expired DE2724763C2 (en)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2724763A DE2724763C2 (en) 1977-06-01 1977-06-01 Process for cleaning and decomposing a gas mixture
IT23865/78A IT1096344B (en) 1977-06-01 1978-05-26 PROCEDURE FOR PURIFYING AND DISMANTLING A GASEOUS MIXTURE
FR7816027A FR2392707B1 (en) 1977-06-01 1978-05-30 PROCESS FOR THE PURIFICATION AND SEPARATION OF A MIXTURE OF GASES INTO ITS CONSTITUENTS
JP6395878A JPS5439382A (en) 1977-06-01 1978-05-30 Method of purifying and separating gas mixture
GB24043/78A GB1587485A (en) 1977-06-01 1978-05-30 Purification and separation of gas mixtures
CA304,553A CA1104068A (en) 1977-06-01 1978-05-31 Pressure buildup technique in pressure swing adsorption process
BE6046483A BE867694A (en) 1977-06-01 1978-05-31 PROCESS FOR PURIFYING AND SEPARATING A MIXTURE OF GAS IN ITS CONSTITUENTS
BR7803480A BR7803480A (en) 1977-06-01 1978-05-31 PROCESS OF PURIFICATION AND FRACTIONATION OF A GAS MIXTURE
US05/911,556 US4326858A (en) 1977-06-01 1978-05-31 Pressure buildup technique in pressure swing adsorption process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2724763A DE2724763C2 (en) 1977-06-01 1977-06-01 Process for cleaning and decomposing a gas mixture

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2724763A1 DE2724763A1 (en) 1978-12-07
DE2724763C2 true DE2724763C2 (en) 1984-02-16

Family

ID=6010424

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2724763A Expired DE2724763C2 (en) 1977-06-01 1977-06-01 Process for cleaning and decomposing a gas mixture

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4326858A (en)
JP (1) JPS5439382A (en)
BE (1) BE867694A (en)
BR (1) BR7803480A (en)
CA (1) CA1104068A (en)
DE (1) DE2724763C2 (en)
FR (1) FR2392707B1 (en)
GB (1) GB1587485A (en)
IT (1) IT1096344B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2802427C2 (en) * 2018-09-03 2023-08-28 Линде Гмбх Method of operation of adsorption unit at variable temperature and adsorption unit at variable temperature

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1176994A (en) * 1980-12-29 1984-10-30 Toan P. Vo Repressurization for pressure swing adsorption system
CA1182765A (en) * 1980-12-29 1985-02-19 Calgon Corporation Repressurization for pressure swing adsorption system
DE3122701A1 (en) * 1981-06-06 1982-12-23 Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen METHOD FOR SEPARATING GAS MIXTURES BY MEANS OF PRESSURE CHANGE TECHNOLOGY
DE3132758A1 (en) * 1981-08-19 1983-03-03 Linde Ag, 6200 Wiesbaden ABSORPTION PROCEDURE
US4376640A (en) * 1981-12-10 1983-03-15 Calgon Corporation Repressurization of pressure swing adsorption system
JPS5922625A (en) * 1982-07-27 1984-02-04 Osaka Oxgen Ind Ltd Method for removing gaseous nitrogen contained in gaseous carbon monoxide or gaseous mixture of carbon monoxide and carbon dioxide by adsorption method
JPS5949818A (en) * 1982-09-13 1984-03-22 Osaka Oxgen Ind Ltd Method for concentrating carbon monoxide in gaseous mixture containing carbon monoxide by using adsorption method
DE3303420C2 (en) * 1983-02-02 1985-03-21 Gkss - Forschungszentrum Geesthacht Gmbh, 2054 Geesthacht Method and device for purifying a gas from CO? 2?
KR850003215A (en) * 1983-09-29 1985-06-13 이. 이겐 인니스 Method for preparing oxygen-enriched air
DE3345438A1 (en) * 1983-12-15 1985-06-27 Linde Ag, 6200 Wiesbaden METHOD FOR ADSORPTIVELY SEPARATING WATER VAPOR AND CARBON DIOXIDE FROM A GAS FLOW
DE3528909A1 (en) * 1985-08-12 1987-02-19 Linde Ag PRESSURE EXCHANGE ADDING METHOD
US4711645A (en) * 1986-02-10 1987-12-08 Air Products And Chemicals, Inc. Removal of water and carbon dioxide from atmospheric air
JPS63166702A (en) * 1986-12-26 1988-07-09 Osaka Oxygen Ind Ltd Concentration of oxygen gas
JP2562326B2 (en) * 1987-08-07 1996-12-11 住友精化株式会社 How to get high concentration oxygen from air
JP2660703B2 (en) * 1987-12-26 1997-10-08 住友精化株式会社 A method for adsorbing, separating and recovering carbon dioxide from mixed gas
CA1322972C (en) * 1988-03-07 1993-10-12 Pall Corporation Heaterless adsorption system for combined purification and fractionation of air
US4950311A (en) * 1988-03-07 1990-08-21 White Jr Donald H Heaterless adsorption system for combined purification and fractionation of air
US5328503A (en) * 1992-11-16 1994-07-12 Air Products And Chemicals, Inc. Adsorption process with mixed repressurization and purge/equalization
US5531809A (en) * 1994-09-14 1996-07-02 Air Products And Chemicals, Inc. Pretreatment layer for CO-VSA
US5656065A (en) * 1995-10-04 1997-08-12 Air Products And Chemicals, Inc. Multibed pressure swing adsorption apparatus and method for the operation thereof
US5919286A (en) * 1997-03-06 1999-07-06 Air Products And Chemicals, Inc. PSA process for removel of nitrogen oxides from gas
US6074460A (en) * 1998-10-05 2000-06-13 Uop Llc Analysis of volatile organic compounds in water and air using attapulgite clays
DE60029557D1 (en) * 1999-09-13 2006-09-07 Fujikin Kk DRAINAGE PROCESS FOR GAS SUPPLY SYSTEM
JP2001353416A (en) * 2000-06-13 2001-12-25 Sumitomo Seika Chem Co Ltd Method for concentrating specific component gas and concentration apparatus therefor
US7645323B2 (en) * 2005-08-16 2010-01-12 Oxyvital Limited Method and apparatus for improving the air quality within an enclosed space
RU2443763C2 (en) * 2006-10-31 2012-02-27 Осака Гэс Ко., Лтд. Inflammable gas concentration system
JP5743308B2 (en) * 2010-01-26 2015-07-01 大阪瓦斯株式会社 Combustible gas concentration system
KR101559902B1 (en) * 2013-08-12 2015-10-14 (주)세프라텍 Gas separation system using adsorptive permeation hollow fiber membrane
US9782715B2 (en) * 2014-12-30 2017-10-10 Pacific Consolidated Industries, Llc Load following single bed reversing blower adsorption air separation system
EA201792488A1 (en) * 2015-05-15 2018-03-30 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани APPARATUS AND SYSTEM FOR PROCESSES OF SHORT-CYCLE ADSORPTION, ASSOCIATED WITH IT, CONTAINING SYSTEMS OF THE BLOWING OF THE MIDDLE LAYER

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE549531C (en) * 1928-02-14 1932-04-28 Metallgesellschaft Ag Process for the execution of adsorption and regeneration processes
US3102013A (en) * 1960-08-02 1963-08-27 Exxon Research Engineering Co Heatless fractionation utilizing zones in series and parallel
US3221476A (en) * 1961-12-07 1965-12-07 Chemical Design Inc Adsorption-desorption method
US3306841A (en) * 1964-12-28 1967-02-28 Universal Oil Prod Co Gas separation process
US3365859A (en) * 1966-11-04 1968-01-30 Universal Oil Prod Co Method for concentrating hydrogen
US3436839A (en) * 1966-12-01 1969-04-08 Continental Oil Co Method and apparatus of heating spent adsorber beds
DE1769135B1 (en) * 1968-04-10 1970-12-03 Messer Griesheim Gmbh METHOD FOR MANUFACTURING SINTER BODIES FROM AL A METHOD FOR MANUFACTURING SINTER BODIES FROM AL
DE2055425B2 (en) * 1970-11-11 1979-09-06 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Adsorption process for the decomposition of gas mixtures
US3636679A (en) * 1971-01-04 1972-01-25 Union Carbide Corp Selective adsorption gas separation process
FR2135388B1 (en) * 1971-05-03 1973-05-11 Air Liquide
BE792039A (en) * 1971-11-30 1973-05-29 Air Liquide PROCESS AND PLANT FOR FRACTIONING A GAS MIXTURE BY ADSORPTION
GB1449864A (en) * 1973-10-24 1976-09-15 Boc International Ltd Adsorption system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2802427C2 (en) * 2018-09-03 2023-08-28 Линде Гмбх Method of operation of adsorption unit at variable temperature and adsorption unit at variable temperature

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5439382A (en) 1979-03-26
BE867694A (en) 1978-11-30
JPS6247050B2 (en) 1987-10-06
IT1096344B (en) 1985-08-26
GB1587485A (en) 1981-04-01
FR2392707B1 (en) 1986-07-11
CA1104068A (en) 1981-06-30
DE2724763A1 (en) 1978-12-07
BR7803480A (en) 1979-04-24
FR2392707A1 (en) 1978-12-29
IT7823865A0 (en) 1978-05-26
US4326858A (en) 1982-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2724763C2 (en) Process for cleaning and decomposing a gas mixture
DE2214820C3 (en) Process for the separation of nitrogen from air
DE2604305C2 (en)
EP0146124B1 (en) Pressure swing adsorption process
DE60116034T2 (en) Single bed pressure swing adsorption process
DE2443072C2 (en) Process for generating an oxygen-enriched gas
EP0019105B1 (en) Pressure swing adsorption process and its use for the production of organic acids
DE3304227C2 (en) Method and device for pressure swing adsorption
DE2854060C2 (en)
DE2629450A1 (en) SELECTIVE ADSORPTION PROCESS
EP0009217B1 (en) Adiabatic adsorption process for cleaning or separating gases
EP0083433B1 (en) Adsorption process for the separation of hydrocarbons
EP0291975B1 (en) Process for helium enrichment
DE2615951A1 (en) PROCESS FOR THE PRODUCTION OF HIGHLY PURE NITROGEN
DE69815928T2 (en) pressure swing adsorption
DE1272891B (en) Process for cleaning gases or vapors
DE3132758A1 (en) ABSORPTION PROCEDURE
DE3132572A1 (en) METHOD FOR THE ADSORPTIVE DISASSEMBLY OF A GAS MIXTURE
DE3222560A1 (en) METHOD FOR SEPARATING AND DETERMINING RELATIVELY STRONG ON ADSORPTION AGENTS, ADSORBABLE GASES FROM GAS MIXTURES OTHERWHERE THEREOUGH ONLY LESS ADSORBABLE GASES, AND SYSTEM FOR CARRYING OUT THIS
DE3702190A1 (en) Adsorption process
EP0212494B1 (en) Pressure swing adsorption process
DE2624346C2 (en)
DE3045451A1 (en) Treating gases by pressure swing adsorption - with two superimposed layers of different adsorbent materials
DE60112518T2 (en) Pressure swing adsorption process with product gas discharge at decreasing pressure in the adsorption bed
DE2631890A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR ENRICHING ONE MAIN COMPONENT OF A GAS MIXTURE CONTAINING AT LEAST TWO MAIN COMPONENTS

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
D2 Grant after examination
8363 Opposition against the patent
8365 Fully valid after opposition proceedings
8339 Ceased/non-payment of the annual fee